在太陽(yáng)系中有八顆大行星,水星就是其中之一。它始終在太陽(yáng)的身邊出沒(méi),絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)被太陽(yáng)耀眼的光芒掩蓋,因而它成了太陽(yáng)系中最神秘的成員之一。至今人們對(duì)它知之甚少。盡管如此,小小的水星可不簡(jiǎn)單,有人說(shuō)水星是一顆“創(chuàng)紀(jì)錄的行星”,這是為什么呢?一起來(lái)數(shù)一數(shù)水星創(chuàng)下的太陽(yáng)系紀(jì)錄。
距離太陽(yáng)最近的行星
水星和太陽(yáng)
在太陽(yáng)系八大行星中,水星是距離太陽(yáng)最近的一顆。水星離太陽(yáng)最近的時(shí)候約為4600萬(wàn)公里,最遠(yuǎn)的時(shí)候7081萬(wàn)公里,平均距離約5790萬(wàn)公里。水星離太陽(yáng)平均距離只有地球到太陽(yáng)平均距離的大約40%。水星離太陽(yáng)如此的近,讓水星形成了眾多神奇的現(xiàn)象。
公轉(zhuǎn)速度最快的行星
太陽(yáng)和水星
水星的公轉(zhuǎn)速度是八大行星中最快的,高達(dá)47.87公里/秒,比最遠(yuǎn)的海王星平均公轉(zhuǎn)速度快了8.8倍。這是因?yàn)樗鞘蔷嚯x太陽(yáng)最近的行星,因而它受到的太陽(yáng)引力遠(yuǎn)強(qiáng)于其他行星。太陽(yáng)強(qiáng)大的引力會(huì)對(duì)水星產(chǎn)生巨大的“向心力”,迫使水星必須以更快的速度繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),才能抵消引力帶來(lái)的“墜落”趨勢(shì),維持軌道的穩(wěn)定。也就是說(shuō),如果水星的公轉(zhuǎn)速度不這么快的話,它就會(huì)掉到太陽(yáng)上面。
太陽(yáng)系最扁的軌道
水星的軌道
我們發(fā)現(xiàn)水星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的時(shí)候和最近的時(shí)候相差了2481萬(wàn)公里,軌道偏心率達(dá)到了0.2056,是太陽(yáng)系八大行星中軌道偏心率最大的。在太陽(yáng)系中,軌道偏心率第二大的行星是火星,為0.0934;而地球的軌道偏心率只有0.0167;軌道偏心率最小的是金星,為0.0068。軌道偏心率的數(shù)值越大意味著軌道越扁長(zhǎng)。也就是說(shuō),水星的軌道是太陽(yáng)系八大行星中最扁的;金星的軌道則是最接近正圓的。
軌道周長(zhǎng)最短
太陽(yáng)系
水星的軌道半長(zhǎng)軸(橢圓軌道的平均半徑)僅有0.387天文單位,即5790萬(wàn)公里,因而它的軌道周長(zhǎng)遠(yuǎn)小于其他行星。水星的軌道周長(zhǎng)只有大約3.6億公里,僅為地球的38%(地球的軌道周長(zhǎng)約9.4億公里),是太陽(yáng)系中軌道周長(zhǎng)最短的行星。
公轉(zhuǎn)周期最短的行星
太陽(yáng)系
既然水星擁有最快的公轉(zhuǎn)速度和最短的軌道周長(zhǎng),那么水星圍繞太陽(yáng)一周的公轉(zhuǎn)周期也是太陽(yáng)系中最短的。水星圍繞太陽(yáng)一周只需要88地球日,是八大行星中公轉(zhuǎn)周期最短的。這么看來(lái),水星簡(jiǎn)直就是太陽(yáng)系中的“飛毛腿”啊!
晝夜溫差最大的行星
水星
由于如此的靠近太陽(yáng),水星始終處于太陽(yáng)的炙烤下。白天的時(shí)候,水星的表面溫度能夠飆升到430℃,足以融化金屬鉛。由于水星沒(méi)有大氣層,到了晚上熱量又會(huì)迅速的散失,溫度可降至-180℃。水星的晝夜溫差超過(guò)600℃,是太陽(yáng)系所有行星中最大的。
一天比一年還長(zhǎng)的行星
水星上的太陽(yáng)升起
雖然水星距離太陽(yáng)非常近,但是它沒(méi)有被太陽(yáng)完全潮汐鎖定而是處于一種奇特的軌道共振狀態(tài)。水星的自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期存在3:2的軌道共振關(guān)系。水星的自轉(zhuǎn)周期(恒星日)約為58.6地球日,公轉(zhuǎn)周期為88地球日,正好是“58.6×3≈88×2≈176地球日”,即水星自轉(zhuǎn)3周恰好公轉(zhuǎn)2周。這意味著,在水星上的同一地點(diǎn),兩次太陽(yáng)升起所間隔的時(shí)間是176地球日,即水星上的一天等于水星上兩年。這在太陽(yáng)系中也是獨(dú)一無(wú)二的。
太陽(yáng)系最小的行星
八大行星的大小
太陽(yáng)系最小的行星可是我們最熟悉的“水星紀(jì)錄”了。水星究竟有多小呢?水星的直徑約為4880公里,只有地球直徑的38%。水星的體積只有地球大約5.6%,即地球的體積大約是水星的17.8倍。打個(gè)比方,假如地球是一個(gè)籃球,那么水星差不多就只有高爾夫球大小。不僅如此,水星甚至還不如木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三、土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六大。
從質(zhì)量上看,水星也是太陽(yáng)系中最小的行星。水星的質(zhì)量只有地球的大約5.5%,即地球的質(zhì)量是水星的18倍。
密度相對(duì)最大的行星
水星的內(nèi)核
通過(guò)和地球作比較,我們發(fā)現(xiàn)水星的體積與質(zhì)量差不多都是地球的十八分之一。這就意味著水星的平均密度與地球差不多。實(shí)際上,水星的平均密度為5.43克/立方厘米,比地球的平均密度(5.51克/立方厘米)略小。地球是太陽(yáng)系中平均密度最大的行星。不過(guò)科學(xué)家認(rèn)為,地球的平均密度很大是因?yàn)榈厍虻馁|(zhì)量很大,重力壓縮效應(yīng)起到了很大作用。然而對(duì)于質(zhì)量只有地球十八分之一的水星來(lái)說(shuō),重力壓縮效應(yīng)自然比地球差了不少,但其平均密度卻只比地球小了一點(diǎn)點(diǎn)。這也是水星一個(gè)非常神奇的地方。若不考慮重力壓縮的影響,水星才是太陽(yáng)系中平均密度最大的行星。
內(nèi)核相對(duì)最大的行星
為什么水星擁有如此高的密度呢?科學(xué)家的解釋是它可能有一個(gè)巨大的鐵核。水星的內(nèi)核直徑大約占到了水星直徑的85%,也就是4148公里,與之相比,地球的內(nèi)核直徑大約占地球直徑的54%。水星的地殼與地幔層只占水星直徑的15%,即厚度大約400公里。
水星的內(nèi)核
打個(gè)比方,水星就好像是一個(gè)青皮核桃,剝開(kāi)那層薄薄的青皮,露出一個(gè)相對(duì)巨大的核桃核。因此,若按內(nèi)核大小與行星大小的比值來(lái)看,水星的內(nèi)核是太陽(yáng)系中最大的。
與地球的平均距離最近
水星到地球平均距離的模擬
也許你覺(jué)得這不可思議,離地球最近的行星不是金星嗎?的確金星的軌道位于地球軌道內(nèi)側(cè),金星距離地球最近的時(shí)候只有大約4000萬(wàn)公里。然而如果我們動(dòng)態(tài)的看待太陽(yáng)系八大行星到地球的平均距離時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn),在大多數(shù)時(shí)候水星才是離地球最近的行星。
2019年,《自然》子刊的一項(xiàng)研究通過(guò)模擬太陽(yáng)系行星軌道,計(jì)算了行星與地球的長(zhǎng)期平均距離,結(jié)果發(fā)現(xiàn),水星與地球的平均距離約為9100萬(wàn)公里,金星約為1.08億公里,火星約為2.25億公里。顯然,水星到地球的平均距離是最近的。這也就意味著在動(dòng)態(tài)的視角下,水星與地球的近距離接觸比金星更為頻繁。
肉眼可見(jiàn)最難觀測(cè)的行星
水星
在太陽(yáng)系中,水星、金星、火星、木星和土星都是肉眼可見(jiàn)的。水星的最亮?xí)r視星等可達(dá)-2.48等,比天狼星還要亮。雖然如此,水星卻被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最難觀測(cè)的行星之一。據(jù)說(shuō),哥白尼在臨終前遺憾的說(shuō)他這一輩子沒(méi)有看到過(guò)水星。
這是因?yàn)樗蔷嚯x太陽(yáng)過(guò)近,容易被強(qiáng)光掩蓋。從地球上看,水星始終在太陽(yáng)附近運(yùn)動(dòng),并且與太陽(yáng)的角距離最大不超過(guò)28.3°。因此,水星只能出現(xiàn)在日出前或者日落后的地平線低空,并且可觀測(cè)的時(shí)間只有1~2小時(shí)。如果再加上受低空大氣干擾或者地面建筑物、山脈的遮擋,想要憑借肉眼看一看水星將會(huì)變得非常困難。
反照率最低的行星
水星
早在戰(zhàn)國(guó)秦漢時(shí)期,人們就發(fā)現(xiàn)水星呈現(xiàn)較暗的灰色調(diào),并且運(yùn)行軌跡“靈動(dòng)多變”,因而結(jié)合當(dāng)時(shí)盛行的五行學(xué)說(shuō),黑色屬水,將其命名為“水星”。實(shí)際上,水星的表面就是一種黑灰色。它的反照率只有0.09,是八大行星中反照率最低的。反照率是衡量行星反光能力的一個(gè)指標(biāo)。反照率越低,說(shuō)明行星的反光能力越弱。目前,科學(xué)家已經(jīng)揭開(kāi)了水星低反照率的謎團(tuán)。科學(xué)家通過(guò)對(duì)信使號(hào)任務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),水星表面含有豐富的石墨,這才導(dǎo)致了水星的反光能力不強(qiáng)。
一口氣數(shù)了水星13個(gè)太陽(yáng)系紀(jì)錄。看來(lái)水星被稱為“創(chuàng)紀(jì)錄的行星”也是不無(wú)道理的哈!你看到過(guò)水星嗎?水星還創(chuàng)造了哪些有趣的“紀(jì)錄”呢?一起聊一聊吧!
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